JP2000234354A - 油圧回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 油圧アクチュエータが増加しても操作バルブ
の増加を防止する。 【解決手段】 油圧ショベルの作業機16にオフセットシ
リンダ24によりオフセット動作可能のオフセットブーム
18を設けるとともに、作業機16の先端部にバケットに代
えて油圧作動式のアタッチメント22を装着する。手動に
より操作する一つの操作バルブ37と、コントロールバル
ブ30のオフセットシリンダ制御用のスプール33およびア
タッチメント制御用のスプール36との間のパイロット圧
ライン中に切換バルブ54を設ける。この切換バルブ54
は、操作バルブ37から出力したパイロット圧信号により
制御するスプールを、オフセットシリンダ制御用のスプ
ール33とアタッチメント制御用のスプール36とで切換え
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一つの操作バルブ
で複数のスプールを制御可能の油圧回路に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、油圧ショベル等の油圧駆動の
作業機に設けられた油圧アクチュエータへの油圧回路
は、レバーまたはペダルにより手動操作されるレバー操
作形バルブまたはペダル操作形バルブなどの一つの操作
バルブにより一つの油圧アクチュエータを操作すること
が一般的である。

【０００３】このため、作業機の構造および動きが複雑
になると、それに伴い操作バルブの数を増やす必要が出
てくる。しかし、一方で、オペレータ（操縦者）が乗り
込み車輌を運転操作するキャブ（閉鎖形運転室）、また
はキャノピ（開放形運転室）のスペースは車輌の大きさ
等で制約がある。このため、操作バルブの設置スペース
にも限りがあり、また操作性の観点から操縦者の手また
は足の届く範囲に操作バルブとその操作レバーまたは操
作ペダルを設置する必要がある。

【０００４】また、むやみに操作バルブの数を増やす
と、その操作レバーまたは操作ペダルを取り違えたり、
その操作を間違える可能性も出てきて、操作性の点でも
好ましくない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、作業機
が複雑になると、操作バルブが多く必要とされる一方
で、スペースの問題や操作性の問題で操作バルブの数を
押さえなければならないという矛盾が生じてくる。

【０００６】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、油圧アクチュエータが増加しても操作バルブの増
加を防止することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載された発
明は、手動により操作される操作バルブと、この操作バ
ルブから出力されたパイロット圧信号により操作されて
複数の油圧アクチュエータをそれぞれ制御可能の複数の
スプールを有するコントロールバルブと、一つの操作バ
ルブと複数のスプールとの間に設けられ操作バルブから
出力されたパイロット圧信号により制御されるスプール
を切換える切換バルブとを具備し、この切換バルブは、
操作バルブの出力ポートを一のスプールのパイロット圧
作用部に連通するとともに他のスプールのパイロット圧
作用部からパイロット圧信号をドレンする一の位置と、
操作バルブの出力ポートを他のスプールのパイロット圧
作用部に連通するとともに一のスプールのパイロット圧
作用部からパイロット圧信号をドレンする他の位置とを
有する多ポートバルブとした油圧回路である。

【０００８】そして、切換バルブが、操作バルブの出力
ポートを一のスプールのパイロット圧作用部に連通する
とともに他のスプールのパイロット圧作用部からパイロ
ット圧信号をドレンする位置にあるときは、操作バルブ
により一のスプールを介して一の油圧アクチュエータを
制御し、また、切換バルブが、操作バルブの出力ポート
を他のスプールのパイロット圧作用部に連通するととも
に一のスプールのパイロット圧作用部からパイロット圧
信号をドレンする位置にあるときは、共通の操作バルブ
により他のスプールを介して他の油圧アクチュエータを
制御する。

【０００９】請求項２に記載された発明は、作業機にオ
フセットシリンダによりオフセット動作可能のオフセッ
トブームを有するとともに、作業機の先端部にバケット
に代えて油圧作動式のアタッチメントを装着可能の油圧
ショベルにおいて、手動により操作される操作バルブ
と、この操作バルブから出力されたパイロット圧信号に
より操作されてオフセットシリンダおよびアタッチメン
トを含む作業機の複数の油圧アクチュエータをそれぞれ
制御可能の複数のスプールを有するコントロールバルブ
と、一つの操作バルブとオフセットシリンダ制御用のス
プールおよびアタッチメント制御用のスプールとの間に
設けられ操作バルブから出力されたパイロット圧信号に
より制御されるスプールをオフセットシリンダ制御用と
アタッチメント制御用とで切換える切換バルブとを具備
し、この切換バルブは、操作バルブの出力ポートをオフ
セットシリンダ制御用のスプールのパイロット圧作用部
に連通するとともにアタッチメント制御用のスプールの
パイロット圧作用部からパイロット圧信号をドレンする
一の位置と、操作バルブの出力ポートをアタッチメント
制御用のスプールのパイロット圧作用部に連通するとと
もにオフセットシリンダ制御用のスプールのパイロット
圧作用部からパイロット圧信号をドレンする他の位置と
を有する多ポートバルブとした油圧回路である。

【００１０】そして、切換バルブが一の位置にあるとき
は、操作バルブの出力ポートをオフセットシリンダ制御
用のスプールのパイロット圧作用部に連通するとともに
アタッチメント制御用のスプールのパイロット圧作用部
からパイロット圧信号をドレンし、操作バルブによりオ
フセットシリンダ制御用のスプールを介してオフセット
シリンダを制御し、また、切換バルブが他の位置にある
ときは、操作バルブの出力ポートをアタッチメント制御
用のスプールのパイロット圧作用部に連通するとともに
オフセットシリンダ制御用のスプールのパイロット圧作
用部からパイロット圧信号をドレンし、オフセットシリ
ンダ制御時と共通の操作バルブによりアタッチメント制
御用のスプールを介してアタッチメントを制御する。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示される実
施の一形態を参照しながら説明する。

【００１２】図１は、小旋回形の油圧ショベルを示し、
下部走行体11に、旋回モータ12により駆動される旋回部
13を介して上部旋回体14が旋回可能に設けられ、この上
部旋回体14にキャブまたはキャノピなどの運転室15とと
もに作業機16が設けられている。

【００１３】この作業機16は、ピン17によりオフセット
ブーム18のロワブーム18a が上下方向回動自在に連結さ
れ、このロワブーム18a に上下方向のピン18b によりア
ッパブーム18c が水平方向回動自在に連結され、このア
ッパブーム18c の先端に上下方向のピン18d によりブー
ム先端部18e が水平方向回動自在に連結され、このブー
ム先端部18e にピン19によりスティック20の基端部が前
後方向回動自在に連結され、このスティック20の先端部
にピン21によりバケットに代えた油圧アクチュエータと
してのアタッチメント22が取付けられている。このアタ
ッチメント22は、例えば油圧作動式のブレーカまたは圧
砕機などである。

【００１４】オフセットブーム18のロワブーム18a は、
上部旋回体14との間に設けられたブームシリンダ23によ
り上下方向に回動され、アッパブーム18c はロワブーム
18aの上部との間に設けられた油圧アクチュエータとし
てのオフセットシリンダ24により水平方向に回動され、
このとき、図２に示されるようにブーム先端部18e は、
ロワブーム18a との間に設けられた平行運動機構25によ
りロワブーム18a と平行に保たれながら壁面Ｗ側へオフ
セット動作される。

【００１５】さらに、図１に戻って、作業機16のスティ
ック20は、ブーム先端部18e との間に設けられたスティ
ックシリンダ26により前後方向に回動され、アタッチメ
ント22は、スティック20との間に設けられたバケットシ
リンダ27およびリンク機構28により角度を調整される。

【００１６】旋回モータ12、ブームシリンダ23、オフセ
ットシリンダ24、スティックシリンダ26、バケットシリ
ンダ27およびアタッチメント22の各油圧アクチュエータ
は、図示されないメインポンプからコントロールバルブ
30を経て供給される作動油により作動される。

【００１７】このコントロールバルブ30には、旋回モー
タ12を制御するためのスプール31、ブームシリンダ23を
制御するためのスプール32、一のスプールとしてのオフ
セットシリンダ24を制御するためのスプール33、スティ
ックシリンダ26を制御するためのスプール34、バケット
シリンダ27を制御するためのスプール35、および他のス
プールとしてのアタッチメント22を制御するためのスプ
ール36が含まれている。

【００１８】図１では、オフセットシリンダ24とスプー
ル33との間の配管24a 、アタッチメント22とスプール36
との間の予備配管22a のみを示すが、他の油圧アクチュ
エータとそれらに対応するスプールとの間にも、同様の
配管が配設されていることは言うまでもない。

【００１９】アタッチメント制御用のスプール36を除く
各々のスプール31〜35は、それらのスプール31〜35をそ
れぞれパイロット操作するための操作バルブ、いわゆる
リモコン弁をそれぞれ１対１で備えており、各操作バル
ブから出力されたパイロット圧信号により操作されて、
対応する油圧アクチュエータの作動をそれぞれ制御す
る。

【００２０】図１には、オフセットシリンダ制御用のス
プール33をパイロット操作する操作バルブ37を示すが、
旋回モータ制御用のスプール31、ブームシリンダ制御用
のスプール32、スティックシリンダ制御用のスプール3
4、バケットシリンダ制御用のスプール35をそれぞれパ
イロット操作する操作バルブ（いずれも図示せず）も、
同様に設けられている。以下、スプール33以外の各スプ
ールをパイロット操作する各操作バルブも、操作バルブ
37とする。

【００２１】これらの操作バルブ37は、それぞれ操作レ
バーまたは足元ペダルなどの手動操作部38により操作さ
れる一対の減圧弁39を備え、これらの操作バルブ37の一
次圧ライン41にはパイロット圧源42が油圧ロック用電磁
弁43を介して接続されている。

【００２２】パイロット圧源42は、パイロットポンプ44
によりタンク45から吸上げて吐出したパイロット圧油を
リリーフ弁46により一定のパイロット一次圧に設定し、
アキュムレータ47によりそのパイロット一次圧を平滑化
する。

【００２３】また、油圧ロック用電磁弁43は、電気信号
が入力されたときのみパイロット圧源42を各操作バルブ
37の一次圧ライン41に連通する位置に切換わり、電気信
号がないときは、各操作バルブ37の一次圧ライン41をそ
れぞれタンク45に連通するスプリングリターン位置に切
換わることにより、各スプール31〜36をそれぞれ中立位
置に保ち、各油圧アクチュエータをそれぞれ停止させ
る。

【００２４】このように、作業機16に、オフセットシリ
ンダ24によりオフセット動作可能のオフセットブーム18
を有するとともに、作業機16の先端部にバケットに代え
て油圧作動式のアタッチメント22を装着可能の油圧ショ
ベルにおいて、手動により操作される一つの操作バルブ
37の二つの出力ポートから引出されたパイロット圧ライ
ンとしての二次圧ライン51a ，51b と、オフセットシリ
ンダ制御用のスプール33のパイロット圧作用部33a ，33
b に接続されたパイロット圧ライン52a ，52bおよびア
タッチメント制御用のスプール36のパイロット圧作用部
36a ，36b に接続されたパイロット圧ライン53a ，53b
との間に、ソレノイド作動式の切換バルブ54が設けられ
ている。

【００２５】この切換バルブ54は、一つの操作バルブ37
から出力されたパイロット圧信号により制御されるスプ
ールを、オフセットシリンダ制御用とアタッチメント制
御用とで切換えるもので、操作バルブ37の出力ポートを
オフセットシリンダ制御用のスプール33のパイロット圧
作用部33a ，33b に連通するとともにアタッチメント制
御用のスプール36のパイロット圧作用部36a ，36b をタ
ンク45に連通してパイロット圧信号をドレンする一の位
置ａと、操作バルブ37の出力ポートをアタッチメント制
御用のスプール36のパイロット圧作用部36a ，36b に連
通するとともにオフセットシリンダ制御用のスプール33
のパイロット圧作用部33a ，33b をタンク45に連通して
パイロット圧信号をドレンする他の位置ｂとを有する多
ポートバルブである。

【００２６】一の位置ａは、スプリング55によるリター
ン位置であり、他の位置ｂはソレノイド56に通電があっ
たときの切換位置である。

【００２７】一方、利用頻度の高い旋回モータ制御系、
ブームシリンダ制御系、スティックシリンダ制御系およ
びバケットシリンダ制御系は、従来と同様に、それぞれ
が一つの操作バルブを有し、それらの操作バルブにより
それぞれの対応するスプール31，32，34，35をパイロッ
ト操作し、それぞれの対応する油圧アクチュエータを動
作制御する。

【００２８】次に、図示された実施形態の作用を説明す
る。

【００２９】切換バルブ54が右方の位置ａにあるとき
は、操作バルブ37の出力ポートがオフセットシリンダ制
御用のスプール33のパイロット圧作用部33a ，33b に連
通するとともに、アタッチメント制御用のスプール36の
パイロット圧作用部36a ，36bがタンク45に連通して、
これらのパイロット圧作用部36a ，36b からパイロット
圧信号がドレンする。

【００３０】このため、操作バルブ37によりオフセット
シリンダ制御用のスプール33をパイロット操作して、図
示されないメインポンプからこのスプール33を経た作動
油により作動するオフセットシリンダ24を制御できる。
このとき、タンク45に連通したアタッチメント制御用の
スプール36は中立位置にあり、油圧式ブレーカや圧砕機
などのアタッチメント22は作動しない。

【００３１】また、切換バルブ54が左方の位置ｂにある
ときは、操作バルブ37の出力ポートがアタッチメント制
御用のスプール36のパイロット圧作用部36a ，36b に連
通するとともに、オフセットシリンダ制御用のスプール
33のパイロット圧作用部33a，33b がタンク45に連通し
て、これらのパイロット圧作用部33a ，33b からパイロ
ット圧信号がドレンする。

【００３２】このため、オフセットシリンダ制御時と共
通の操作バルブ37によりアタッチメント制御用のスプー
ル36をパイロット操作して、図示されないメインポンプ
からこのスプール36を経た作動油により作動するアタッ
チメント22を制御できる。このとき、タンク45に連通し
たオフセットシリンダ制御用のスプール33は中立位置に
あり、オフセットブーム18はオフセット動作しない。

【００３３】特に、切換バルブ54の位置ａで作業機16を
オフセット動作した後に、切換バルブ54のソレノイド56
に通電して、切換バルブ54を位置ｂに切換操作し、オフ
セットシリンダ制御用のスプール33のパイロット圧作用
部33a ，33b をタンク45に連通して、これらのパイロッ
ト圧作用部33a ，33b からパイロット圧信号をドレンす
ることで、このスプール33を中立位置に保って、図２に
示された一定の作業機オフセット姿勢を確実に維持した
まま、アタッチメント22による作業を円滑に進めること
ができる。

【００３４】仮に、油圧式ブレーカなどのアタッチメン
ト22による作業中に、オフセットシリンダ24が作動され
てオフセット姿勢が変化する場合は、アタッチメント22
などが破損するおそれもあるが、上記のように、そのお
それを確実に防止できる。

【００３５】このように、小旋回形の油圧ショベルの多
くに装着されているオフセットブーム18のオフセット部
すなわちアッパブーム18c を左右揺動するためのオフセ
ットシリンダ24は、足元ペダルで操作される操作バルブ
37により動作制御するが、この同一の操作バルブ37を、
作業機16の先端部にバケットに代えて装着されたアタッ
チメント22の動作制御にも使えるようにした。

【００３６】これは、オフセットシリンダ24を操作し
て、いったんオフセット位置を決めると、後はオフセッ
トシリンダ24を動かさずに作業し、他の油圧アクチュエ
ータに対してオフセットシリンダ24を操作する必要がな
いからである。

【００３７】切換バルブ54は、最初から操作バルブ37の
二次圧ライン51a ，51b に装着しておいても良いが、通
常は、操作バルブ37をオフセットシリンダ操作用として
おき、スティック20の先端部にアタッチメント22が装着
され、このアタッチメント22に予備配管22a が接続され
たときに、足元ペダルで操作される操作バルブ37の先の
二次圧ライン51a ，51b に切換バルブ54を装着するよう
にしても良い。

【００３８】そして、手元のスイッチなどの操作によ
り、その切換バルブ54が操作されると、パイロット圧信
号はその切換バルブ54で切換わり、今までコントロール
バルブ30のオフセットシリンダ制御用のスプール33のパ
イロット圧作用部33a ，33b に入っていたパイロット圧
信号が、オグジュアリー用すなわち予備配管用の位置に
つながり、オフセットシリンダ24とは別の油圧アクチュ
エータであるアタッチメント22を制御するためのスプー
ル36のパイロット圧作用部36a ，36b に入り、このスプ
ール36をパイロット操作できることになる。

【００３９】また、この切換バルブ54に多ポートバルブ
を用いることでソレノイド作動式バルブ（電磁弁）を一
つに集約でき、組立の点、油圧回路および電気回路の集
中化と単純化の点、そしてコストの点で、複数の切換バ
ルブを組合せて用いる場合よりも有利である。

【００４０】次に、本油圧回路は、油圧ショベルのオフ
セットシリンダ制御系とアタッチメント制御系とを切換
える油圧回路に限定されるものではなく、切換バルブ54
の切換操作により、一つの操作バルブ37で二つ以上の油
圧アクチュエータをそれぞれ制御する場合に有効なもの
である。

【００４１】要するに、手動により操作される操作バル
ブ37と、この操作バルブ37から出力されたパイロット圧
信号により操作されて複数の油圧アクチュエータをそれ
ぞれ制御可能の複数のスプールを有するコントロールバ
ルブ30と、一つの操作バルブ37と複数のスプールとの間
のパイロット圧ライン中に設けられ操作バルブ37から出
力されたパイロット圧信号により制御されるスプールを
切換える切換バルブ54とを具備し、この切換バルブ54
は、操作バルブ37の出力ポートを一のスプールのパイロ
ット圧作用部に連通するとともに他のスプールのパイロ
ット圧作用部からパイロット圧信号をドレンする一の位
置ａと、操作バルブ37の出力ポートを他のスプールのパ
イロット圧作用部に連通するとともに一のスプールのパ
イロット圧作用部からパイロット圧信号をドレンする他
の位置ｂとを有する多ポートバルブとした油圧回路であ
る。

【００４２】この場合、切換バルブ54が、操作バルブ37
の出力ポートを一のスプールのパイロット圧作用部に連
通するとともに他のスプールのパイロット圧作用部から
パイロット圧信号をドレンする位置にあるときは、操作
バルブ37により一のスプールを介して一の油圧アクチュ
エータを制御し、また、切換バルブ54が、操作バルブ37
の出力ポートを他のスプールのパイロット圧作用部に連
通するとともに一のスプールのパイロット圧作用部から
パイロット圧信号をドレンする位置にあるときは、共通
の操作バルブ37により他のスプールを介して他の油圧ア
クチュエータを制御する。

【００４３】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、切換バル
ブを設置することにより、油圧アクチュエータが増加し
ても操作バルブの増加を防止でき、また、切換バルブと
して多ポートバルブを用いることにより切換バルブが一
つで済むようになり、この切換バルブを一つに集約でき
ることから、組立の点、油圧回路などの集中化と単純化
の点、さらにコストの点で有利であり、ひいては機体ト
ラブルの減少と機体に対する信頼性の向上を図ることが
できる。

【００４４】請求項２記載の発明によれば、切換バルブ
を設置することにより、油圧ショベルの作業機にアタッ
チメントを装着した場合でも、オフセットシリンダ制御
用の操作バルブによりアタッチメント制御用のスプール
を介しアタッチメントを制御でき、特に、作業機をオフ
セット動作した後に、切換バルブを切換操作して、オフ
セットシリンダ制御用のスプールのパイロット圧作用部
からパイロット圧信号をドレンすることで、オフセット
シリンダ制御用のスプールを中立位置に保って、一定の
作業機オフセット姿勢を確実に維持したまま、アタッチ
メント作業を円滑に進めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る油圧回路の実施の一形態を示す油
圧回路図である。

【図２】オフセットブームを備えた油圧ショベルの平面
図である。

【符号の説明】 16 作業機 18 オフセットブーム 22 油圧アクチュエータとしてのアタッチメント 24 油圧アクチュエータとしてのオフセットシリンダ 30 コントロールバルブ 33 一のスプールとしてのオフセットシリンダ制御用
のスプール 33a ，33b パイロット圧作用部 36 他のスプールとしてのアタッチメント制御用のス
プール 36a ，36b パイロット圧作用部 37 操作バルブ 54 切換バルブ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 手動により操作される操作バルブと、 この操作バルブから出力されたパイロット圧信号により
   操作されて複数の油圧アクチュエータをそれぞれ制御可
   能の複数のスプールを有するコントロールバルブと、 一つの操作バルブと複数のスプールとの間に設けられ操
   作バルブから出力されたパイロット圧信号により制御さ
   れるスプールを切換える切換バルブとを具備し、 この切換バルブは、 操作バルブの出力ポートを一のスプールのパイロット圧
   作用部に連通するとともに他のスプールのパイロット圧
   作用部からパイロット圧信号をドレンする一の位置と、 操作バルブの出力ポートを他のスプールのパイロット圧
   作用部に連通するとともに一のスプールのパイロット圧
   作用部からパイロット圧信号をドレンする他の位置とを
   有する多ポートバルブとしたことを特徴とする油圧回
   路。
2. 【請求項２】 作業機にオフセットシリンダによりオフ
   セット動作可能のオフセットブームを有するとともに、
   作業機の先端部にバケットに代えて油圧作動式のアタッ
   チメントを装着可能の油圧ショベルにおいて、 手動により操作される操作バルブと、 この操作バルブから出力されたパイロット圧信号により
   操作されてオフセットシリンダおよびアタッチメントを
   含む作業機の複数の油圧アクチュエータをそれぞれ制御
   可能の複数のスプールを有するコントロールバルブと、 一つの操作バルブとオフセットシリンダ制御用のスプー
   ルおよびアタッチメント制御用のスプールとの間に設け
   られ操作バルブから出力されたパイロット圧信号により
   制御されるスプールをオフセットシリンダ制御用とアタ
   ッチメント制御用とで切換える切換バルブとを具備し、 この切換バルブは、 操作バルブの出力ポートをオフセットシリンダ制御用の
   スプールのパイロット圧作用部に連通するとともにアタ
   ッチメント制御用のスプールのパイロット圧作用部から
   パイロット圧信号をドレンする一の位置と、 操作バルブの出力ポートをアタッチメント制御用のスプ
   ールのパイロット圧作用部に連通するとともにオフセッ
   トシリンダ制御用のスプールのパイロット圧作用部から
   パイロット圧信号をドレンする他の位置とを有する多ポ
   ートバルブとしたことを特徴とする油圧回路。